解析TMUX7348F和TMUX7349F：高性能模擬多路復(fù)用器的技術(shù)奧秘

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，模擬多路復(fù)用器是至關(guān)重要的組件，它能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)的高效切換和選擇。今天，我們要深入探討的是德州儀器（TI）推出的TMUX7348F和TMUX7349F這兩款高性能模擬多路復(fù)用器，它們以其卓越的特性和全面的保護(hù)功能，在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。

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一、產(chǎn)品概述

TMUX7348F和TMUX7349F是現(xiàn)代互補(bǔ)金屬 - 氧化物半導(dǎo)體（CMOS）模擬多路復(fù)用器，分別采用8:1（單端）和4:1（差分）配置。這兩款器件具有廣泛的電源適應(yīng)性，支持雙電源（±5 V至±22 V）、單電源（8 V至44 V）或非對(duì)稱電源（如(V{DD}=12 V)，(V{SS}=-5 V)）供電。這種靈活的電源選擇使得它們能夠適應(yīng)各種不同的應(yīng)用環(huán)境，為工程師的設(shè)計(jì)提供了極大的便利。

二、產(chǎn)品特性剖析

2.1 寬電源范圍

• 雙電源與單電源支持：雙電源模式下，電壓范圍為±5 V至±22 V；單電源模式下，電壓范圍為8 V至44 V。這種寬電源范圍使得器件能夠在不同的電源條件下穩(wěn)定工作，滿足多樣化的應(yīng)用需求。
• 故障保護(hù)電源適應(yīng)性：在過(guò)壓保護(hù)、電源關(guān)閉保護(hù)等情況下，能夠承受±60 V的電壓，確保設(shè)備在異常情況下的安全性和可靠性。

2.2 集成故障保護(hù)

• 過(guò)壓保護(hù)：具備源到電源或源到漏的±85 V過(guò)壓保護(hù)，以及±60 V的過(guò)壓保護(hù)，能夠有效防止因電壓過(guò)高對(duì)器件造成損壞。
• 電源關(guān)閉保護(hù)：在電源關(guān)閉狀態(tài)下，依然能夠提供±60 V的保護(hù)，避免在電源異常時(shí)對(duì)器件產(chǎn)生影響。
• 可調(diào)過(guò)壓觸發(fā)閾值：(V{FP})的范圍為3 V至(V{DD})，(V{FN})的范圍為0 V至(V{SS})，工程師可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求靈活調(diào)整過(guò)壓觸發(fā)閾值，增強(qiáng)了器件的適用性。

2.3 中斷標(biāo)志與故障信息指示

通過(guò)FF和SF兩個(gè)中斷標(biāo)志，能夠指示整體和特定故障通道的信息。當(dāng)檢測(cè)到過(guò)壓情況時(shí)，這些標(biāo)志會(huì)發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，方便工程師及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理故障。

2.4 非故障通道持續(xù)工作

在過(guò)壓情況下，非故障通道能夠繼續(xù)以低泄漏電流運(yùn)行，保證了系統(tǒng)的部分功能不受影響，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.5 輸出鉗位功能

在過(guò)壓條件下，輸出會(huì)被鉗位到故障電源，避免過(guò)高的電壓對(duì)后續(xù)電路造成損害。

2.6 抗閂鎖能力

通過(guò)特殊的器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具備抗閂鎖能力，防止因過(guò)壓或電流注入等原因?qū)е碌牡妥杩孤窂叫纬?，提高了器件的可靠性?/p>

2.7 低邏輯電壓兼容性

支持1.8 - V邏輯，并且具有高達(dá)44 V的故障安全邏輯，獨(dú)立于電源，能夠與低電壓的處理器直接接口，減少了外部邏輯電平轉(zhuǎn)換電路的使用。

2.8 先斷后通開(kāi)關(guān)

采用先斷后通的開(kāi)關(guān)方式，避免了在開(kāi)關(guān)切換過(guò)程中出現(xiàn)信號(hào)短路的情況，保證了信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。

2.9 小型封裝

提供行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的TSSOP和更小的WQFN封裝，滿足了不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)空間的要求，尤其適用于對(duì)尺寸有嚴(yán)格限制的設(shè)計(jì)。

三、應(yīng)用領(lǐng)域拓展

3.1 工廠自動(dòng)化與控制

在工廠自動(dòng)化系統(tǒng)中，需要對(duì)大量的模擬信號(hào)進(jìn)行采集和處理。TMUX7348F和TMUX7349F的寬電源范圍、過(guò)壓保護(hù)和多通道選擇功能，能夠有效應(yīng)對(duì)復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境，確保信號(hào)的準(zhǔn)確采集和傳輸。例如，在可編程邏輯控制器（PLC）中，它們可以用于切換多個(gè)傳感器的信號(hào)到單個(gè)ADC，減少系統(tǒng)組件數(shù)量，降低成本和體積。

3.2 半導(dǎo)體與電池測(cè)試設(shè)備

在半導(dǎo)體和電池測(cè)試過(guò)程中，需要對(duì)不同的測(cè)試信號(hào)進(jìn)行切換和測(cè)量。這兩款器件的高精度和可靠性，能夠滿足測(cè)試設(shè)備對(duì)信號(hào)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的要求。同時(shí)，其過(guò)壓保護(hù)功能可以防止測(cè)試過(guò)程中因電壓異常對(duì)設(shè)備造成損壞。

3.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAQ）

DAQ系統(tǒng)需要對(duì)多個(gè)模擬信號(hào)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的采集。TMUX7348F和TMUX7349F的高速切換能力和低泄漏電流特性，能夠確保采集到的信號(hào)質(zhì)量，提高數(shù)據(jù)采集的精度和效率。

四、電氣特性詳解

4.1 絕對(duì)最大額定值

了解器件的絕對(duì)最大額定值是確保其安全使用的關(guān)鍵。例如，源輸入引腳（Sx）的電壓范圍為 - 65 V至65 V，邏輯控制輸入引腳電壓（EN、A0、A1、A2）的范圍為GND - 0.7至48 V等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須嚴(yán)格遵守這些額定值，避免因電壓或電流超出范圍對(duì)器件造成損壞。

4.2 電氣特性參數(shù)

• 導(dǎo)通電阻（(R_{ON})）：在不同的電源電壓和輸入電壓條件下，(R{ON})表現(xiàn)出較好的平坦度。這種平坦的(R{ON})特性使得器件在信號(hào)采樣過(guò)程中能夠保持較高的精度，適用于精密傳感器應(yīng)用。
• 泄漏電流：包括源關(guān)斷泄漏電流(I{S(OFF)})、漏關(guān)斷泄漏電流(I{D(OFF)})、源導(dǎo)通泄漏電流(I{S(ON)})和漏導(dǎo)通泄漏電流(I{D(ON)})等。低泄漏電流特性有助于減少信號(hào)的損耗和干擾，提高系統(tǒng)的性能。
• 開(kāi)關(guān)時(shí)間：如使能導(dǎo)通時(shí)間(t{ON(EN)})、使能關(guān)斷時(shí)間(t{OFF(EN)})、過(guò)渡時(shí)間(t_{TRAN})等。這些時(shí)間參數(shù)決定了器件的切換速度，對(duì)于高速信號(hào)采集和處理應(yīng)用至關(guān)重要。

五、設(shè)計(jì)與應(yīng)用注意事項(xiàng)

5.1 電源設(shè)計(jì)

• 電源去耦：在(V{DD})和(V{SS})引腳與地之間連接0.1 μF至10 μF的去耦電容，能夠有效降低電源噪聲，提高器件的穩(wěn)定性。同時(shí)，對(duì)于故障電源(V{FP})和(V{FN})，也需要連接相應(yīng)的去耦電容。
• 電源排序：為了確保器件的正常工作，正電源（(V{DD})）必須在正故障電源（(V{FP})）之前上電，負(fù)電源（(V{SS})）必須在負(fù)故障電源（(V{FN})）之前上電。

5.2 布局設(shè)計(jì)

• 去耦電容放置：將最小容量的去耦電容盡可能靠近器件的電源引腳放置，以提高去耦效果。
• 輸入線長(zhǎng)度：盡量縮短輸入線的長(zhǎng)度，減少信號(hào)的衰減和干擾。
• 接地平面：使用實(shí)心接地平面，有助于散熱和減少電磁干擾（EMI）噪聲的拾取。同時(shí)，避免敏感的模擬走線與數(shù)字走線平行，盡量減少交叉。

5.3 保護(hù)電路設(shè)計(jì)

• TVS保護(hù)：由于器件的源輸入引腳額定電壓為±60 V，為了防止因電壓過(guò)高對(duì)器件造成損壞，需要使用瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）和低阻值的串聯(lián)限流電阻。在選擇TVS保護(hù)器件時(shí)，要確保其最大工作電壓大于輸入源引腳的正常工作范圍和可能出現(xiàn)的系統(tǒng)共模過(guò)壓。

六、總結(jié)

TMUX7348F和TMUX7349F以其卓越的性能、全面的保護(hù)功能和靈活的設(shè)計(jì)特性，成為了模擬多路復(fù)用器領(lǐng)域的佼佼者。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們可以根據(jù)具體的需求，充分發(fā)揮這兩款器件的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)注意設(shè)計(jì)和應(yīng)用過(guò)程中的各項(xiàng)要點(diǎn)，確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。相信隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，這兩款器件將在更多的領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。

你在使用這兩款器件的過(guò)程中，遇到過(guò)哪些挑戰(zhàn)呢？又是如何解決的呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。